Путеводитель по Сколково by Андрей Бурдаев

ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО ПЕРЕДОВЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ Где нужны инновационные идеи?

приоритетных направлений для инновационных разработок Главные факты из мира технологий

СОДЕРЖАНИЕ ВСТУПЛЕНИЕ

02 СИМВОЛЫ ПЕРЕМЕН 06 КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ: ИСПОЛЬЗУЙ ВОЗМОЖНОСТИ СПУТНИКОВ, СОЗДАВАЙ НОВЫЕ СЕРВИСЫ, СМОТРИ ШИРЕ ЗЕМЛИ

12 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ: ПОМОГАЙ ЭКОНОМИТЬ, ПРЕВРАЩАЙ ЭНЕРГИЮ В ДЕНЬГИ, СОХРАНЯЙ ПЛАНЕТУ

18 МЕДИЦИНА: УПРАВЛЯЙ ГЕНАМИ, ПОВЫШАЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛЕКАРСТВ, УЧИТЫВАЙ ИНДИВИДУАЛЬНОСТЬ, ПРОДЛЕВАЙ ЖИЗНЬ

24 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: ИСПОЛЬЗУЙ СОЗДАННУЮ ИНФРАСТРУКТУРУ, ДЕЛАЙ МИР УДОБНЕЕ, СТИРАЙ ГРАНИЦЫ, ПРИБЛИЖАЙ ЗАВТРА

30 ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: СОЗДАВАЙ ТОПЛИВО БУДУЩЕГО, ДЕЛАЙ МИР ЭФФЕКТИВНЕЕ И ЧИЩЕ

36 СООБЩЕСТВО ИННОВАТОРОВ РОССИИ — FUTURUSSIA



ВСТУПЛЕНИЕ

СИМВОЛЫ ПЕРЕМЕН

то такие инноваторы? Билл Хьюлетт и Дэйв Паккард, Билл Гейтс и Пол Аллен, Стив Джобс и Стив Возняк, Сергей Брин и Ларри Пейдж? Пожалуй, что да. Имена этих американцев отлично известны всем, а созданные ими компании сделали наш мир современнее, удобнее и лучше. Но только ли в США можно найти такие имена? Пожалуй, что нет. В природе не существует закона, согласно которому инновации рождались бы исключительно в калифорнийской Кремниевой долине. Евгений Касперский, основав свою «Лабораторию» в России, одолел большинство конкурентов на мировом рынке компьютерной безопасности. Давид Ян в России создал компанию ABBYY, которая стала мировым № 1 на рынке программ для распознавания текстов. Аркадий Волож построил в России поисковик «Яндекс», который в Google сегодня считают своим единственным технологическим конкурентом. Но в последние десятилетия инновации в России создавались скорее вопреки, чем благодаря усилиям государства. Сейчас ситуация поменялась. Страну возглавил молодой, энергичный и продвинутый лидер, ставший драйвером этих изменений. Дмитрий Медведев провозгласил курс на модернизацию, осознав, что залог успеха России — это инновационная экономика. Задача молодых россиян — поддержать стремление президента и взять в свои руки процесс создания новой реальности. Помощь государства будет обеспечена. В марте 2010 года Дмитрий Медведев объявил о создании ультрасовременного научно-технологического комплекса по разработке и коммерциализации новых технологий. Он расположится в Сколково. «На базе этого центра будут развиваться все пять президентских высокотехнологичных направлений, направлений модернизации: это прежде всего энергетика, информационные технологии, телекоммуникации, биомедицинские технологии и ядерные технологии. Будем строить этот центр в том месте, где у нас уже есть неплохой задел для того, чтобы это сделать быстро», — заявил глава государства.

Уже сегодня о своей поддержке иннограда в Сколково объявили ведущие мировые высокотехнологичные корпорации — Microsoft, Nokia, Intel, Cisco и другие. Интерес к участию в проекте проявили и российские компании. Возглавил центр не чиновник, а успешный бизнесмен — Виктор Вексельберг. Это позволяет надеятся, что Сколково не превратится в очередную забюрократизированную коррумпированную госструктуру, а станет реальным плацдармом для возникновения новых идей и разработок. Развитие пяти технологических направлений модернизации экономики курируется напрямую президентом России. Глава государства лично вникает в проблематику этих сфер, общается с руководителями и специалистами компаний, занятых в этих секторах, своими распоряжениями способствует созданию условий для более комфортной работы приоритетных областей. В Комиссию по модернизации российской экономики, возглавляемую Дмитрием Медведевым, входят высшие государственные чиновники, представители бизнеса, известные ученые. Сколково и Комиссия по модернизации — лишь вершина айсберга, становление которого происходит в современной России. Вся инновационная инфраструктура значительно шире: это венчурные и посевные фонды, конкурсы и гранты, законодательные изменения, направленные на либерализацию, информатизация и упрощение доступа к государственным услугам. Страна быстро меняется. Присоединившись к процессу, ты можешь стать одним из символов этих перемен. Герои будущей России — это не олигархи, сколотившие свое состояние на сырьевых ресурсах страны. Звезды ХХI века — это инженеры, разработчики, изобретатели, предприниматели — все те, кто является генератором инновационных идей. Ведь именно новые, нестандартные, неизученные, а порой еще даже неоткрытые подходы и решения дадут возможность России занять достойное место в мире.



ВСТУПЛЕНИЕ

Из Президентского послания Федеральному Собранию РФ 

30 ноября 2010 г

течественная атомная отрасль вернулась к серийному строительству и ежегодному вводу мощностей. Сейчас в стране строятся девять энергоблоков, при этом Россия реализует также проекты в Индии, Иране, Китае, в других странах. За три последних года заказы атомной промышленности машиностроению выросли до 10 раз, а по сравнению с 2005 годом — в 25 раз. В мировой рейтинг суперкомпьютеров сегодня входят уже 11 российских систем. В следующем году производительность отечественного суперкомпьютера «Ломоносов» возрастет более чем в 2,5 раза, и он станет одной из самых мощных вычислительных машин мира. До конца года будет полностью сформирована спутниковая группировка ГЛОНАСС, а в ближайшие два года завершится создание основных цифровых навигационных карт и начнется применение спутниковых навигаторов системы. Возможности ГЛОНАСС теперь будут служить массовому пользователю. Уже в следующем году цифровой доступ к пакету обязательных телеканалов будет обеспечен в большинстве приграничных регионов. Мы построим более 1000 объектов государственной сети цифрового телевещания. В текущем году мы «научили» всемирную сеть русскому языку. Это важно просто даже для нашей страны. Доменная зона «.рф» открыта и быстро набирает популярность. Кроме того, мы приступили к реализации новой стратегии развития российской фармацевтики. В ближайшие годы доля отечественной продукции на нашем рынке должна быть увеличена, причем увеличена радикально — с 20 до 50 процентов, а инновационных препаратов — до 60 процентов. Это повысит доступность лекарств для населения. Надеюсь, что и рост их экспорта сделается важной статьей доходов нашей страны. Самый известный наш инновационный проект — это центр в Сколково. Я выступил с этой инициативой меньше года назад. Сейчас этот проект уже становится реальностью. Есть земля, есть управленческая команда, есть, наконец, специальный закон, который устанавливает уникальные преференции для тех, кто будет заниматься этим проектом. Наконец, есть конкретные предложения от частных и государственных компаний, которые готовы начать работу уже сегодня. Также я хотел бы подчеркнуть, что налоговые льготы и государственное финансирование исследовательской деятельности должны быть доступны всем, у кого есть идеи и кто соответствует установленным критериям.

КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ: используй возможности спутников, создавай новые сервисы,

смотри шире Земли КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Потенциал ГЛОНАСС Сегодня глобальные навигационные спутниковые системы используются в самых различных военных и гражданских сферах. При этом практически вся имеющаяся навигационная аппаратура для гражданских приложений — от авиации до туризма — ориентирована на американскую навигационную систему GPS. Первые отечественные ГЛОНАСС-навигаторы должны появиться уже в конце 2010 года. О таких планах заявляла российская компания «М2М Телематика». Вслед за этим на рынок потребительских устройств с поддержкой российской навигационной системы могут выйти и иностранцы — такие планы вынашивают производители чипов Sirf и Qualcomm. Последний завершает разработку коммерческого программного обеспечения, которое позволит двум ее чипам обрабатывать сигнал как GPS, так и ГЛОНАСС. Сами чипсеты с поддержкой ГЛОНАСС / GPS уже выпускаются серийно. В настоящее время некоторые производители мобильных телефонов уже ведут работы по созданию устройств с ГЛОНАСС / GPS. Их выпуск ожидается примерно в апреле 2011 года. Появление доступных чипов и навигаторов ГЛО-

НАСС приведет к открытию новых сегментов рынка.

Сервисы — новая золотая жила В настоящее время происходит бурное развитие всех сегментов и бизнес-моделей рынка навигационных приложений. Вопрос с покрытием для ГЛОНАСС решен практически по всему миру, и теперь необходимо повышать детализацию, развивать сервисы по предоставлению информации о дорожной обстановке, развязках и т. п. Наиболее востребованным в настоящее время считается сегмент LBS-приложений (приложения, в основе которых лежит определение местоположения пользователя). По оценке экспертов агентства Berg Insight, в 2009 году объем этого рынка составлял 220 млн евро, а к 2015 году ожидается его удвоение. Аналитики уверены, что в 2015 году подобными сервисами на регулярной основе будет пользоваться каждый третий абонент в Европе. Эту тенденцию подтверждает и уровень проникновения навигаци-

онных систем. Как отмечают эксперты, в 15 % телефонов GPS есть уже сегодня, а в ближайшие три года он появится на половине всех мобильных устройств. Со временем значительного проникновения в телефоны стоит ждать и от системы ГЛОНАСС, а значит появится спрос и на сервисы, адаптированные под российскую навигацию.

Развитие сервисов геолокации повысит интерес рекламодателей к мобильной рекламе. Возможность определения местоположения абонента приведет к росту рынка рекламы не только в LBS-приложениях, но и в любых других приложениях, использующих навигацию. Интерес повысится как у представителей малого и среднего бизнеса, для которых важно ограничить географию распространения рекламы, так и у крупных брендов, которые хотят показывать рекламу всем, но дифференцировать ее по местоположению абонента. Примером может послужить рекламная кампания McDonalds, когда або-

нентам предоставлялась информация о ближайшем ресторане.

Государство поддержит В 2010 году в России на базе ГЛОНАСС стартовал государственный проект создания системы экстренного реагирования при авариях — «ЭРА ГЛОНАСС», которая через три года охватит всю территорию страны. В данной сфере Россия опережает другие государства: в странах Евросоюза, Китае, Бразилии разработка подобных систем находится пока на проектном этапе. По своей сути реализация проекта схожа с системой eCall, которая задумывалась в Европе: место аварии определяется путем расчета местоположения телематического терминала, с которого сигнал поступает в диспетчерский центр. Система экстренного реагирования при авариях будет работать на базе многофункциональных приемных устройств ГЛОНАСС / GPS отечественного производства. В случае ДТП водитель или пассажир смогут активировать систему самостоятельно, нажав «тревожную кнопку», либо она сработает автоматически, отреагировав на опрокидывание, подушки безопасности и другие нестандартные условия. Информация о ДТП отправится в диспетчерский центр, и на место происшествия будет направлена экстренная помощь. Системой планируется оснастить десятки миллионов автомобилей по всей стране. С одной стороны, это позволит сократить количество несчастных случаев в результате ДТП, с другой, «ЭРА-ГЛОНАСС» сможет обеспечить отечественную навигационную систему конкурентными качествами, став катализатором создания массовых устройств и распространения технологии как на внутреннем рынке, так и в других странах на ближайшие три-четыре года (до начала активного продвижения других навигационных систем)



КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Путешествия за пределы Земли Согласно национальной космической программе, за счет частных фирм США в ближайшие годы намерены разработать новые ракеты-носители, новый многоразовый корабль, частную космическую станцию, а также новые виды ракетных двигателей.

Прибыльный туризм Разработка частными фирмами космических аппаратов идет уже несколько лет и начинает давать ощутимые результаты. Одним из них является ракетоноситель Falcon 9 производства компании Space X, который 4 июня 2010 года успешно вывел на орбиту транспортный модуль. Более того, полет Falcon 9 к МКС может состояться уже в ближайшее время. Также в финальную стадию вступают испытания еще одной ракеты — Taurus 2. Компания Ad Astra под руководством бывшего астронавта NASA Франклина Чанга-Диаса завершает работу над ракетой с плазменным двигателем.

Успешные полеты суборбитального космического корабля SpaceShipOne (этот аппарат в 2004 году дважды в течение двух недель вышел в космическое пространство с людьми на борту) позволили его разработчикам заявить о создании предприятия, которое будет заниматься суборбитальными космическими полетами туристов. Продолжением стал космический корабль SpaceShipTwo, который впервые совершил самостоятельный пилотируемый полет в 2010 году. В отличие от предшественника, SpaceShipTwo сможет нести на борту большее количество человек (6 пассажиров + 2 пилота), будет крупнее и комфортнее. SpaceShipTwo предназначен для проведения суборбитальных полетов — то есть он будет летать в районе условной границы космического пространства в 100 км (ожидается, что корабль сможет подниматься до отметки 111 км). Стоимость полета на SpaceShipTwo составит 200 тыс. долл. На сегодняшний день депозит внесли уже 370 будущих космических туристов.

На 2011–2012 годы запланированы последние стадии испытаний: кратковременное включение двигателя на дозвуковых скоростях, преодоление звукового барьера, выход на высоту границы космического пространства и, наконец, полноценный суборбитальный полет, после которого проект должен получить лицензию на коммерческие запуски. Всего планируется провести более 100 тестовых запусков. Сложность проекта заключается в том, что, как выразился Берт Рутан, легендарный аэрокосмический конструктор и дизайнер SpaceShipTwo, корабль для космического туризма будет так же безопасен, как самолеты 1920-х годов. «Не верьте, когда говорят, что безопасность этого корабля будет на уровне современных лайнеров — их совершенствуют уже 70 лет», — отметил Рутан. В совместном отчете НАСА и Ассоциации космической транспортировки было признано, что именно частное предпринимательство сможет открыть космос для туризма. Космический туризм обещает стать поистине золотой жилой. Примерная оценка стоимости рынка внеземных путешествий — 10 млрд долл. в год. Исследование, проведенное в США, выявило, что подавляющее число американцев готово уже сейчас авансом заплатить за шанс когда-либо отправиться в космос.

Космические отели Между частными компаниями России и США начинается соревнование за то, кто первым выведет на орбиту

Земли космическую станцию чисто коммерческого назначения. Наиболее явные конкуренты — российская компания «Орбитальные технологии» с Ракетно-космической корпорацией «Энергия» и американская Bigelow Aerospace. Обе стороны разработали соответствующие проекты, которые планируется завершить в ближайшие пять-шесть лет. До сегодняшнего дня космические станции были делом либо национальным, либо интернациональным. Первой успеха в этом направлении добилась Россия, создавшая станции «Салют» и «Мир». США в 1973 году создали станцию Skylab. Впоследствии США и Россия объединили усилия с 13 другими странами и построили Международную космическую станцию. Но частные космические станции, построить которые обещают Bigelow Aerospace и «Орбитальные технологии», могут обеспечить интересы более широкой клиентуры. Среди заказчиков могут быть ученые и правительства, а также производители различных материалов и ищущие приключений космические туристы. «Орбитальные технологии» совместно с РКК «Энергия» намерены построить, запустить на орбиту и эксплуатировать так называемую «Коммерческую космическую станцию» (ККС). По словам создателей, на ККС, которую называют «космическим отелем», планируется разместить экипаж в составе до семи человек, обслуживать станцию предполагается с помощью российских «Союзов», «Прогрессов» и других кораблей, предоставляемых на коммерческой основе. Планируемый срок вывода ККС на



орбиту — 2015 или 2016 год. Ожидается, что станция будет осуществлять полет на той же орбите, что и Международная космическая станция.

КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Компания «Орбитальные технологии» сообщила о заключении контрактов с несколькими клиентами и о заинтересованности научного сообщества в использовании ККС для исследований в области медицины, разработки новых материалов, географии, дистанционного управления и даже в интересах средств массовой информации. Главной же задачей станции, по словам создателей, может стать туризм. Кроме того, ККС при необходимости сможет играть роль спасательного корабля для экипажа Международной космической станции в случае ЧП. Проект американской Bigelow предусматривает конструирование надувной станции из композиционных материалов наподобие кевлара, обладающих повышенной устойчивостью к воздействию радиационного излучения и ударам микрометеоритов. Станция будет состоять из четырех модулей: двух под названием Sundancer с полезным объемом 180 куб. м каждый, шлюзового и модуля BA330 — полезным объемом 330 куб. м. Численность экипажа составит 12 человек, вдвое больше, чем на МКС. По словам разработчиков, жилой отсек будет оборудован иллюминаторами с защитой от ультрафиолетовых лучей, системой поддержания определенного климата, душевыми и ванными кабинами, источниками питания, как на МКС. Главным направлением работы станции Bigelow будет не космический туризм, а астронавтика, а также научные и коммерческие исследования микрогравитации. У Bigelow Aerospace уже есть шесть заказчиков, дожидающихся своей очереди. Компания заключила меморандумы о договоренности с космическими агентствами и государственными ведомствами Австралии, Нидерландов, Японии, Сингапура, Швеции и Великобритании. Цена, которую заплатят заказчики за использование станции, пока не определена. «Главное здесь — вывод на орбиту и возвращение на Землю. Когда мы будем знать, какой носитель будет использоваться, а также откуда будет производиться запуск, у нас появится более конкретное представление о ценовых параметрах и затратах», — отмечают разработчи-

ки. Станция Bigelow может быть выведена на орбиту примерно в 2015 году. Однако пока у Bigelow Aerospace имеется одна существенная проблема — у компании нет собственного транспорта для доставки людей на орбиту и обратно. В 2004 году компания уже объявляла конкурс с призовым фондом 50 млн долл. на разработку такого космического такси, но в 2010 году он был закрыт: ни одна из команд не провела даже тестового полета своих кораблей. Космический бизнес пока только набирает обороты, но уже обещает стать не менее перспективным, чем земной.

Полет на Марс Учитывая научный интерес и перспективы развития для человечества, пилотируемый полет к Марсу является следующим логическим шагом в области космических исследований. Первый совместный полет к Красной планете космические агентства разных стран мира намерены осуществить после 2030 года. Конечно, подобную экспедицию могут осуществить в одиночку США, Россия или Китай, но все же совместная программа считается более целесообразной. В настоящее время, в рамках российской программы «Марс-500», а также при участии Европейского космического агентства и ученых из других стран мира, проходит виртуальный полет к Марсу шестерых добровольцев из России, Франции, Италии и Китая. Интернациональный экипаж в общей сложности должен будет провести «в пути» 520 суток. В изолированном комплексе для имитации полета, расположенном в Институте медико-биологических проблем Российской академии наук, созданы условия, максимально приближенные к тем, в которых окажутся люди при реальном полете на Марс (за исключением невесомости и воздействия радиации). Цель проекта состоит в том, чтобы приобрести практический опыт для подготовки к реальному полету человека на Марс. Научные исследования, проводимые в его рамках, должны помочь оценить влияние изоляции, замкнутого пространства и стресса на такие аспекты жизнедеятельности человека, как групповые взаимодействия, качество сна, настроение, гормональное регулирование, имму-

нитет и эффективность пищевого рациона. Пилотируемой миссии к Марсу предстоит решить огромное количество проблем. Одна из самых сложных — длительное время путешествия. За время полета к Красной планете и обратно к Земле космонавт рискует получить необратимые изменения организма. Космическое излучение, дистрофия мышц, психологические проблемы — все это является реальной угрозой человеческой жизни и миссии в целом. Именно поэтому инженеры предлагают очевидный выход — создать быстрый корабль, который доставит людей с Земли на Марс и обратно в кратчайшие сроки. В настоящее время самая быстрая концепция предполагает перелет к Марсу за шесть месяцев. Бывший астронавт Франклин Чанг-Диас планирует сократить это время до 39 дней. Его концепция предусматривает использование магнитоплазменного реактивного двигателя с переменным импульсом (VASIMR) и ядерного бортового реактора мощностью 200 МВт. По словам Чанг-Диаса, он уже договорился с НАСА об испытании в 2014 году своего прототипа на МКС. Самый главный вопрос предлагаемой концепции — это источник энергии. Для быстрого перемещения по солнечной системе Чанг-Диасу

потребуется генератор мощностью не менее 200 МВт. Для сравнения: каждый из четырех энергоблоков Ленинградской АЭС имеет мощность 1000 МВт. Естественно, на солнечные батареи рассчитывать не приходится. Единственный вариант — ядерный реактор. Однако самый мощный космический ядерный реактор ТОПАЗ в СССР выдавал 10 кВт и имел показатель удельной мощности (альфа) 100 кг / кВт. В свое время НАСА для отмененной ныне программы Prometheus хотело получить показатель удельной мощности до 65 кг / кВт. И руководитель этой программы считает, что вряд ли при современных технологиях возможен космический реактор с показателями 20 кг / кВт. Однако VASIMR и кораблю марсианской миссии массой около 600 тонн нужна альфа 1 кг / кВт. Многие специалисты считают это фантастикой. Тем не менее Франклин Чанг-Диас не просто так взялся за испытания своего двигателя. Перспективы создания компактного реактора весьма хорошие. В 2003 году студенты Массачусетского технологического института предложили проект компактного солевого ядерного реактора на быстрых нейтронах с альфой менее 3 кг / кВт. Их проектный образец имеет мощность 4 МВт, вес ядра — всего 185 кг, а размеры — 20x20x20 см. Еще один интересный вариант — это представленный в начале этого года проект миниреактора компании Hyperion, масштабное производство которого начнется в 2013 году. Это компактный реактор размером 1,5х2,5 метра, мощностью 25МВт и альфой 2 кг / кВт. Также весьма перспективны для космоса ториевые реакторы Карло Руббиа. В них ядерная реакция запускается при помощи ускорителя частиц, что делает реактор компактным, абсолютно безопасным и не требующим тяжелого экранирования. Широкое внедрение этой технологии «запланировано» на 2025–2030 годы. Таким образом Франклин Чанг-Диас не поторопился, а лишь предвидел развитие технологий в области создания компактных ядерных источников питания. Объединение VASIMR с малогабаритным мощным ядерным реактором подарит человечеству всю Солнечную систему и сделает путешествие к ближайшим планетам таким же «обыденным» занятием, как полеты на орбиту Земли сегодня.



ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ: помогай экономить, превращай энергию в деньги,

сохраняй планету ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

Сети умнеют Сегодня в России при передаче потребителю теряется 13-14 % от общего объема электроэнергии, что в среднем составляет 133 577 ГВт. Для сравнения: в Японии этот показатель равняется 5 %, в Западной Европе — 4-9 %, в США — 7-9 %. Из 2 млн км электросетей России 60-80 % имеют высокий уровень износа. Это говорит о том, что отрасли необходима незамедлительная модернизация. Среди приоритетных направлений эксперты выделяют в первую очередь внедрение технологии Smart Grid — так называемых «умных сетей». Их использование позволит передавать электроэнергию на дальние расстояния без потерь, хранить ее в больших объемах, а потребителям стать еще и поставщиками энергии. Технология «умных сетей» реализуется в рамках пилотных проектов в разных странах мира: в США, Китае, Канаде, Индии, Японии, а также в Евросоюзе. Она позволяет создать полностью интегрированную, саморегулирующуюся и самовосстанавливающуюся энергосистему, способную определять, когда происходит пиковая нагрузка на сеть, и быстро распределять нагрузку таким образом, чтобы не происходило сбоев в энергоснабжении. Определять время пиков в такой системе будут специальные «умные» датчики, которые должны заменить старые датчики электричества. На многих предприятиях уже сейчас есть возможность отдавать излишки энергии, однако организа-

ционно это пока невозможно, отмечают эксперты. Очевидно, что можно «запасаться» энергией ночью, когда она дешевле, и «отдавать» ее обратно в сеть за большую сумму. Так, если днем электроэнергия в связи с ростом суточного потребления вырастает в цене, то ночью она значительно ниже. Если эта электроэнергия будет сохранена (например, при помощи специальных аккумуляторов), то она может быть перенаправлена обратно в систему другим потребителям по более высокой цене. Кроме того, система позволит оптимизировать тарифную сетку для каждого потребителя энергии, как раз за счет такого подхода к обмену энергии. Специалисты полагают, что Smart Grid к тому же обеспечит эффективный расход топлива во время генерации, поскольку сеть будет избавлена от перегрузок и резких скачков потребления. По данным экспертов, введение «умных сетей» в России позволит не только уменьшить потери электроэнергии на 25 %, но и сэкономить до 35 млрд кВт в год или более 50 млрд рублей в денежном выражении. В развитых и крупнейших развивающихся странах эволюция интеллектуальных энергосистем сегодня является одним из приоритетных направлений модернизации городской инфраструктуры. В мире уже реализовано несколько крупных проектов «умных сетей». Первым примером стал проект Telegestore project, реализованный в Италии компанией

Enel S.p.A. Инвестиции составили 2,1 млрд евро. В Майами (США) был реализован проект по внедрению интеллектуальной энергосети стоимостью 200 млн долларов. В рамках инициативы Energy Smart Miami свои усилия объединили компании Florida Power & Light, GE, Cisco Systems и Silver Spring Networks, которые разработали образцовый проект энергетиче-

ской сети для американских городов. Пилотный проект стал частью более крупной программы, которая реализуется в масштабах всего штата и в которую планируется инвестировать 700 млн долларов. На западе США в штате Колорадо уже существует целый город будущего — Боулдер. Это, в сущности, живая лаборатория с установленными на крышах панелями солнечных бата-

рей, интеллектуальной электросетью, новейшими счетчиками электроэнергии и даже гибридными электромобилями, подключенными к дому. Жители города уверяют, что пользоваться этими новыми энергосберегающими технологиями просто и приятно. Нужно всего лишь войти в интернет с любого компьютера и проверить или изменить настройки дома, управляя регулировкой термостата и другими электрическими приборами. Высокотехнологичные устройства позволяют экономить электроэнергию настолько, что их счетчики, по сути, вращаются назад. В доме накапливается лишняя электроэнергия, заряжая батареи автомобиля и обеспечивая дом двухдневным резервом энергии. Аналогичные пилотные проекты реализуются и в других населенных пунктах США, а также в целом ряде городов стран ЕС, Японии и Южной Кореи. В России элементы системы Smart Grid только начинают внедряться. Федеральная сетевая компания разработала программу развития энергосистемы с «интеллектуальной» сетью на период с 2010 по 2012 годы с общим объемом инвестиций 519 млрд рублей. Реализацией концепции Smart Grid в России занимается холдинг МРСК. Элементы «умной» энергораспределительной сети пока внедрены только в одном российском городе — Белгороде, который стал участником международного проекта «Умный город». В ряде распределительных сетей Белгорода используются системы точной диагностики неисправностей энергосети. Кроме того, в городе применены технологии «умного» уличного освещения, позволяющие контролировать энергопотребление, состояние сетей, число работающих ламп, а также гибко управлять уличным освещением в зависимости от условий видимости и количества людей на улице.

Сохранить и заработать Специалисты ищут новые способы хранения больших объемов энергии. На сегодняшний день разработаны эффективные средства аккумулирования энергии, в том числе гидроаккумулирующие станции, а также технология накопления сжатого воздуха.

В первых используются два соединенных между собой водных резервуара. В периоды низкого энергопотребления и цен на электричество вода закачивается в резервуар, расположенный на возвышенности, а в периоды пиков она спускается в нижний резер-



вуар с выработкой электроэнергии, которая продается обратно в сеть по более высокой цене. Одна из крупнейших таких станций в мире, построенная в Германии, состоит из четырех энергоблоков установленной мощностью 265 МВт каждый.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

Аккумуляторы энергии на основе сжатого воздуха обеспечивают возможность преобразования энергии сжатого воздуха в электроэнергию на протяжении нескольких часов в интервалы пикового потребления. Системы используют избыточную электроэнергию, получаемую из сети ночью, для сжатия и хранения воздуха в подземных кавернах. В течение дневных интервалов повышенного спроса сжатый воздух может подаваться в камеру сгорания турбогенератора, работающего на традиционном природном газе. Это повышает его коэффициент полезного действия на 30 % или более. Тем временем компания «Русский сверхпроводник» и ученые Московского авиационного института провели успешные испытания опытного образца сверхпроводникового кинетического накопителя энергии нового поколения. Такой своеобразный аккумулятор способен в режиме разрядки выдать мощность 10 кВт за 25 секунд. Этого должно хватить для того, чтобы во время сбоя подачи электроэнергии продолжать обеспечивать питанием различные системы — к примеру, оборонных, медицинских или атомных объектов, для деятельности которых стабильность энергоснабжения играет ключевую роль, — до тех пор пока в работу не включатся резервные дизель-генераторы. Подобную же идею сверхпроводникового супермаховика сейчас реализует и американская компания Beacon Power, выпускающая тяжелые стационарные накопители максимальной емкостью

6 и 25 кВт*ч, кластеры из которых используются для регулирования частоты тока в электросетях США. Накопитель представляет собой крупный маховик с размещенным на нем мотором-генератором, подвешенным в магнитном поле. Благодаря эффекту левитации у накопителя практически отсутствуют потери на трение в подшипнике. Его работу можно сравнить с детской юлой. Раскрутившаяся игрушка будет долгое время вращаться, пока трение об опору и воздух ее не остановят. Размещенный на маховике накопителя мотор-генератор в режиме запасания энергии играет роль мотора, раскручивая устройство, а в режиме выдачи электроэнергии электромашина работает уже как генератор. В отличие от своих западных коллег-конкурентов наши разработчики отказались от применения в качестве источника магнитного поля обычных постоянных магнитов и электромагнитов. Вместо этого его источником служит высокотемпературный сверхпроводник в виде размещенных под маховиком керамических блоков, которые охлаждаются жидким азотом. Как известно, сверхпроводник благодаря своим необычным физическим свойствам не только способен проводить без потерь электрический ток, но и создавать вокруг себя сильные магнитные поля. Получается магнит намного более мощный, чем, например, известные магниты из сплава неодим-железо-бор. Кроме того, такой проводник при переходе в сверхпроводящее состояние имеет особенность «запоминать» конфигурацию внешних магнитных полей, и при попытках смещения оси маховика в результате потери мощности во время разрядки (так заваливается потерявшая запас энергии юла) поле, которое «запомнил» сверхпроводник, стремится вернуть ось в первоначальное положение. Компания «Русский сверхпроводник» планирует создать базовый промышленный модуль сверхпроводникового кинетического накопителя с уровнем запасаемой энергии 20-25 МДж. Потребителю будет продаваться не единичное устройство, а целые плантации из них. Во время ночных провалов в потреблении электроэнергии, когда она стоит значительно дешевле, чем днем, такие энергофабрики будут подключаться к сети и запасать энергию (при этом электростанциям не придется загру-

жать-разгружать свои мощности, что крайне неэффективно), которая затем может храниться месяцами. При увеличении энергопотребления накопитель снова подключается к сети, но уже в качестве генератора. Он может работать и в режиме источника бесперебойного питания, поскольку имеет весьма высокое быстродействие, а также как регулятор активной и реактивной мощности и частоты в энергоузлах энергосистемы страны — то есть фактически оказывать системные услуги, являясь важной частью так называемых умных, или интеллектуальных, сетей. До полной «зарядки» накопитель раскручивается в течение 4 минут. Стальной маховик накопителя весит 100 килограммов и запасает до 0,5 Мдж энергии (это порядка 0,2 кВт*ч), раскручиваясь до скорости 3000 оборотов в минуту. Емкость следующего образца компания планирует довести до уровня 10 МДж (около 4 кВт*ч) за счет увеличения оборотов маховика. Этот опытно-промышленный вариант накопителя планируется создать и испытать, в том числе в условиях реальной энергосистемы, уже в 2011 году. Другой проект компании «Русский сверхпроводник» предусматривает создание сверхпроводникового индуктивного накопителя энергии. Суть проекта состоит в использова-

нии в качестве накопителя электрической энергии магнитной катушки из сверхпроводника. В сверхпроводнике, охлажденном ниже критической температуры (уровня жидкого гелия), отсутствует электрическое сопротивление, а следовательно, и все связанные с ним потери энергии. Подобное устройство может хранить энергию сколь угодно долго в виде запасенной энергии магнитного поля. Принципиальное преимущество индуктивных накопителей состоит в том, что электромагнитная энергия в них запасается в том же виде, в каком используется. Это исключает необходимость преобразования энергии из одного вида в другой в процессах ее запасания или выдачи потребителю, резко снижает связанные с такими преобразованиями потери энергии и затраты времени на переключение из режима хранения в режим энергоснабжения. Поэтому уникальным свойством сверхпроводящего индуктивного накопителя является возможность практически мгновенного перехода из режима накопления энергии в режим ее выдачи, что позволяет сглаживать колебания в энергосистеме. Экономический эффект от внедрения такого накопителя достигается за счет роста надежности и устойчивости энергетической системы, а также от повышения качества электроэнергии для снабжения потребителей. Накопитель может использоваться в качестве регулятора активной и реактивной мощности в узлах энергосистемы, придавая ей качество саморегулируемой, то есть «умной сети». Использование накопителя совместно с другими сверхпроводниковыми изделиями (кабель, ограничитель токов короткого замыкания, трансформатор тока, генератор, синхронный компенсатор) позволит придать энергосистемам качественно новые параметры, недостижимые при использовании традиционного электротехнического оборудования.

Нулевые дома Некоторое время назад Европарламент и Совет ЕС приняли директиву Energy Performance of Building, серьезно ужесточившую требования к энергоэффективности зданий. Согласно

требованиям директивы, к 2020 году все новые здания в странах ЕС должны быть близки к энергетической нейтральности — то есть потреблять примерно столько же энергии, сколь-



ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

ко они вырабатывают. Для достижения этой цели страны Европы выбрали для себя различные пути. Так, в Испании с 2007 года массово внедряются солнечные водонагреватели: каждое здание должно самостоятельно обеспечивать до 70 % потребности в горячей воде. В Англии каждое здание проходит независимую инспекцию и получает обязательный сертификат энергоэффективности. Не остаются без внимания и старые здания, для которых проводятся программы энергоаудита, включающие тепловизионную съемку, реконструкцию и улучшение теплоизоляции. В Нидерландах действует особая программа поощрения для покупателей теплоизоляционных материалов: за покупку каждого квадратного метра теплозащитной облицовки покупатель получает 20-30 евро. В Германии компания Schüco год назад представила свой проект «нулевого дома», то есть здания с нейтральным энергетическим балансом. Такое сооружение совершенно независимо от внешнего энергоснабжения и покрывает свои потребности автономно, исключительно за счет собственной конструкции. За основу был взят дом с хорошей теплоизоляцией и низким энергопотреблением, отвечающий всем современным требованиям к новостройкам. Чтобы выйти на нулевой показатель, инженеры Schüco сделали ставку на сочетание сразу трех технологий использования возобновляемых энергоресурсов. На крыше специалисты установили солнечный коллектор, напрямую использующий солнечную энергию и обеспечивающий горячее и холодное водоснабжение. Для отопления разработчики применили тепловой насос, эффективно использующий солнечную энергию, накопленную грунтом. Помимо этого, на крыше дома был установлен еще и полупроводниковый фотоэлектрический преобразователь солнечной энергии, который обеспечивал электроснабжение дома, включая питание компрессора теплового насоса. В результате испытаний трех таких экспериментальных домов в течение двух лет оказалось, что разработанная концепция вполне жизнеспособна. Кроме того, благодаря увеличенной площади фотоэлектрических преобразователей в одном доме было получено больше электроэнергии, чем требовалось. Иными словами, энергобаланс дома оказался не нейтральным, а положительным. Его владельцы

могли бы даже заработать, производя электроэнергию и поставляя ее в коммунальную электросеть. В Китае в скором времени крупнейшим «нулевым» сооружением страны должна стать 300-метровая «Башня жемчужной реки» (Pearl River Tower) в Гуанчжоу, спроектированная американской компанией Skidmore, Owings & Merrill. Планируется, что 69-этажное сооружение не будет потреблять электричество из внешней сети. В башне будет выполнено специальное двойное остекление южного фасада (с вентиляцией между стеклами), способствующее снижению нагрева здания. В нем будут установлены автоматические жалюзи, поворачивающиеся на нужный угол по мере движения солнца по небу, а также открывающиеся в пасмурную погоду для увеличения естественного освещения офисов. Все это снизит затраты на кондиционирование. Солнечные батареи будут вырабатывать электричество, избыток которого запасается в специальных аккумуляторах. Кроме фотоэлектрических панелей, здесь смонтированы и солнечные тепловые коллекторы, нагревающие воду для обитателей небоскреба. В здании также запланированы система сбора дождевой воды и система очистки и рециркуляции технической воды, что должно сократить до минимума потребность здания во внешнем источнике влаги. Плавные закругления стен небоскреба призваны направлять ветер сквозь здание через два технических этажа, где будут установлены ветровые турбины для производства электроэнергии. При этом здание специально спроектировано по преобладающим ветрам. В системе охлаждения башни, которая будет работать в жарком и влажном климате, архитекторы применили целый ряд новинок для минимизации расходов на поддержание микроклимата. Это и пассивные осушители вентиляционного воздуха (каналы вентиляции проходят в полах здания), и система охлаждения воздуха в офисах с высоким КПД. В отличие от распространенных систем централизованного кондиционирования, она основана на циркуляции хладагента по многочисленным разветвленным каналам, также пронизывающим полы на всех этажах. Окончание строительства небоскреба ожидается в 2011 году.

Здания с нулевым балансом энергии постепенно завоевывают мир. Такие сооружения не зависят или почти не зависят от централизованных электро- и теплосетей. Солнечные коллекторы и батареи, ветрогенераторы и биореакторы интегрируют в коттеджи, павильоны, высотки и стадионы; используются специальные системы вентиляции и сбора дождевой воды, применяются элементы солнечной архитектуры и ряд других решений. Все это позволяет заметно экономить на эксплуатации таких зданий, а так-

же делает не только безопасным, но и комфортным пребывание в них человека.

Энергоэффективный город В октябре в Португалии был представлен проект эко-города, получившего название PlanIT Valley. Согласно планам организаторов, город станет моделью поселений нового поколения, которые не будут загрязнять окружающую среду и при этом получат практически полную автономность. В мире уже существует два подобных проекта. Первопроходцами в этой области стали китайцы, задумавшие построить город «будущего» Dongtan неподалеку от Шанхая. Вслед за Китаем о своем желании возвести эко-город заявили ОАЭ, решившие строить поселение Masdar City рядом со столицей страны Абу-Даби. Но из-за финансовых проблем реализация этих двух проектов затягивается. Высокотехнологичное эко-поселение PlanIT Valley собираются строить на юге страны, примерно в 15 км от города Порту. Согласно проекту, получившему статус национального, PlanIT Valley будет не только «зеленым» городом. Он должен стать европейским центром высоких технологий, то есть своеобразным аналогом американской Силиконовой долины. Поэтому большинство из 150 тысяч жителей города будет занято в многочисленных исследовательских лабораториях, научных институтах и опытных производствах. Так как PlanIT Valley является городом будущего, при его строительстве будут использоваться самые последние технологии в области кибернетики, электроники, телекоммуникаций, альтернативной энергетики и энергосбережения.

По заявлениям организаторов проекта, а ими стали такие компании, как Cisco Systems, Living PlanIT, McLaren Electronic Systems и Accenture, город будет представлять собой единый живой организм. Управление возьмет на себя электронная операционная система Urban Operating System (UOS), которая будет исполнять роль «мозга» города. Она станет самостоятельно следить за поддержанием в домах необходимой температуры и влажности, обеспечивать наиболее рациональное использование электроэнергии, собирать и повторно перерабатывать до 80 % всех городских отходов. А благодаря миллионам сенсоров, датчиков и камер, которые будут расположены по всему городу, UOS сможет также следить за правопорядком, предупреждать возникновение пожаров и помогать в поиске людей. Город PlanIT Valley будет получать электроэнергию, тепло и топливо только из альтернативных источников. На крышах зданий разместятся солнечные панели, в подходящих частях города будут установлены ветрогенераторы, а топливо для автомобилей будет производиться из органических отходов. Начало строительства этого города запланировано на конец текущего года. Первоначально проект PlanIT Valley был оценен в 19 млрд долларов, но после повторной переоценки реальная стоимость эко-города оказалась выше на 10 млрд. Если организаторам удастся решить все финансовые вопросы, то можно надеяться, что проект будет полностью завершен к 2015 году.



МЕДИЦИНА:

управляй генами,

повышай эффективность лекарств, учитывай индивидуальность,

продлевай жизнь

МЕДИЦИНА

Время перемен За последние 100 лет человечество добилось впечатляющего успеха в борьбе за продление жизни. В 1900 году средняя продолжительность жизни в целом по миру составляла 31 год, в 2008 году — 66,3 года (в развитых странах она уже превышает 78 лет, в России — 66 лет). До Второй мировой войны удлинение жизни происходило за счет немедицинских факторов (улучшение питания, гигиены, общего уровня жизни). С середины века главным фактором стали биомедицинские инновации — новые лекарства, процедуры, приборы, методы диагностики, профилактики и лечения. Однако

к началу нового тысячелетия настало время для качественного изменения в подходах к внедрению инноваций в современную медицину. Недостатком нынешней системы внедрения является отсутствие механизмов эффективного переноса достижений фундаментальных наук в клинические исследования (КИ), а из КИ — в ежедневную медицинскую практику. Новыми приоритетами для биомедицинских инноваций должны стать: больший упор на улучшение качества жизни, чем на увеличение ее продолжительности; большее внимание к ценностно ориентированным инновациям вместо погони за улучшением медицинских результатов, невзирая на затраты; повышение значимости внедрения инноваций в профилактику, а не только в лечение болезней; персонализация медицины. Помня об этих целях, можно выделить среди массы сегодняшних исследований и перспективных инноваций то, что имеет реальный шанс изменить нашу обыденную жизнь в ближайшие 10-20 лет.

Целенаправленное создание лекарств Долгое время поиск новых лекарств нес в себе больший или меньший элемент случайности. Результатом был синтез довольно большого (до нескольких сот тысяч) веществ,

которые затем подвергали скринингу и отбирали из них биологически активные соединения с минимальным уровнем вредных побочных эффектов. Эффективность такого подхода никогда не превышала десятых долей процента. Теперь, с развитием постгеномных технологий, появилась возможность сделать его максимально прицельным.

Что бы ни происходило в нашем теле, любая болезнь несет в своей основе какие-либо изменения обмена веществ. Основная роль в функционировании организма принадлежит белкам: ферментам, рецепторам, гормонам и т. п. Используя методы протеомики, мы можем выявить именно те белки, которые связаны с развитием определенной болезни. Структурная химия и биохимия позволяют выявить в молекулах белков особые участки, специфически связывающие различные вещества — активные центры (АЦ). Построение пространственной модели АЦ (молекулярное моделирование) дает информацию о требованиях к молекулам, способным связаться с АЦ. Дальнейшее компьютерное моделирование позволяет предсказать предпочтительные химические структуры, синтезировать такие предсказанные молекулы и проверить их на биологическую активность. Эффективность такого подхода может достигать десятков процентов. Многие компании уже ведут разработку новых препаратов с помощью направленного виртуального скрининга, но разработка любого нового лекарства длительна, и пока еще ни один «протеомно ориентированный» препарат в медицине не используется. Кроме того, протеомный подход может быть использован для обнаружения новых видов активности у давно известных лекарств (недавно было показано, что долгое время используемые диазепиновые транквилизаторы могут применяться для лечения болезни Альцгеймера).

Раковые стволовые клетки Отдельная проблема медицины — рак. Пока, несмотря на ряд локальных успехов, эту битву мы не выигрываем. Возможно, успех нас ждет в новой области исследований — раковых стволовых клетках (РСК). Относительно недавнее их открытие позволило предположить, почему опухоли ча-

сто возникают снова — после, казалось бы, полного излечения. Сегодняшние лекарства активны против обычных опухолевых клеток. Но они не могут убить РСК, которые сильно отличаются по своему метаболизму от других клеток опухоли. Число РСК в опухоли очень мало (до 0,1 %),



поэтому сначала после лечения опухоль кажется уничтоженной. Однако даже единичные сохранившиеся РСК могут дать начало новому раковому росту. С другой стороны, уничтожение только РСК (но не других опухолевых клеток) приводит к регрессии опухоли и даже ее полному исчезновению. Поэтому одной из ближайших

перспектив в медицине будет поиск лекарств, способных целенаправленно уничтожать РСК. Все более интенсивно ведущиеся исследования транскриптома, протеома и метаболома РСК могут дать поистине неоценимую информацию о возможных мишенях для прицельной разработки таких лекарств.

Терапия выключением генов

МЕДИЦИНА

Для некоторых заболеваний, используя методы геномики, транскриптомики и системной медицины, удается установить, что развитие болезни связано с более активной, чем необхо-

димо, экспрессией какого-либо гена. В этом случае такой «слишком активный» ген может стать мишенью терапии с помощью РНК-интерференции. Исследования РНК-интерференции в последние годы показали, что малая интерферирующая РНК (siRNA) может оказаться новым классом лекарственных соединений. В лабораторных экспериментах обнаружено, что такую двухцепочечную siRNA можно встроить в клетку в комплексе с особым белком. Затем siRNA расщепляется внтуриклеточными ферментами до одиночных цепочек. Соответствующая нить siRNA связывается прочно с комплементарной ей по последовательности матричной РНК (мРНК). В образовавшемся комплексе мРНК становится неактивной и больше не может участвовать в синтезе определенного белка. Таким образом, в клетке возникает ситуация, аналогичная «выключению» экспрессии конкретного гена. Хотя ген активен, его белковый продукт синтезироваться не может, а значит, не может и участвовать в развитии заболевания. Следующий этап этих исследований состоит в переносе экспериментальных достижений в область клинических испытаний на человеке.

Персонализированная медицина Все мы отличаемся друг от друга, хотя все мы — люди. Даже небольшие отличия в геноме вызывают различия

в реакции нашего тела на те или иные факторы, в том числе и на лекарства. Более того, и одна и та же болезнь

может протекать различно у людей, имеющих отличия в наборе определенных генов. Однако до сих пор этот факт очень слабо учитывается в системе практической медицины. Как остроумно заметил Мэтт Ридли, автор книги «Геном», зависимость эффективности лечения от особенностей организма — «очевидный факт, который с большим нежеланием воспринимается фармацевтами и врачами, предпочитающими лечить не человека, а человечество». Так, например, ряд лекарств от болезни Альцгеймера эффективен у пациентов с аллельными вариантами генов apoE3 и apoE2, но не помогает при наличии аллеля apoE4. Даже обычный аспирин неэффективен для снижения риска инфаркта и инсульта почти у трети людей — и тому есть генетические причины. Мэтт Ридли 10 лет назад писал: «наступит день, когда врачи, прежде чем выписать кучу лекарств, будут делать анализ генотипа пациента». Но и сейчас персонализация лечения практически недоступна, хотя на рынке уже существуют фирмы, предлагающие персональный анализ ДНК. Причина не только в консерватизме практической медицины. Во многих случаях важно знать не просто генотип человека, но и то, какие именно гены активны (и их продукты участвуют в обмене веществ), а какие — «молчат».

Этой проблемой занимается молодая наука транскриптомика. И первые ее достижения уже обнадеживают. Особенно важным оказалось знание об активности генов ферментов, которые в нашем теле превращают лекарства в неактивные производные. Зная спектр таких метаболизирующих ферментов, можно будет сразу назначать пациентам препараты, заведомо для них эффективные. Более дальняя перспектива — индивидуальные чипы с персональной геномной информацией, помогающие подобрать наиболее эффективный курс лечения. Не только течение болезней, но и сама вероятность их возникновения у конкретного человека частично заложена в особенностях генома. К счастью, во многих случаях риск заболеть можно снизить просто за счет определенного образа жизни, питания, физических упражнений и избегая профессий, способствующих развитию болезни. Конечно, это доступно и сейчас — но только для всех без разбора. Эффективность же профилактики возрастает многократно, если она применяется для людей из специфических групп риска. Выявление таких людей, которым врач сможет рекомендовать конкретные профилактические меры, будет, по-видимому, целью многих исследований в области геномики и метаболомики в ближайшее время.



МЕДИЦИНА

Регенеративная медицина и тканевая инженерия Много разговоров сейчас ведется вокруг модной темы использования стволовых клеток с целью «исправления» с организме повреждений, нанесенных болезнью. Вы можете встретить рекламу клиник, предлагающих лечение и даже омоложение стволовыми клетками. Но следует знать, что еще ни в одной развитой стране использование стволовых клеток в практическом здравоохранении, вне исследовательских клиник, не разрешено. Тому есть много причин, среди которых отсутствие достаточных доказательств безопасности такой терапии. Лишь в прошлом году был разработан способ безвирусной индукции соматических стволовых клеток к превращению в любые другие клетки организма (плюрипотентность).

Другая ветвь исследований (возможно, более перспективная) сосредоточена на изучении возможности вызывать собственную регенерацию тканей. Для этого используется не внесение чужеродных стволовых клеток, а активация собственных, которые всегда присутствуют во всех тканях нашего тела. Но исследования стволовых клеток преподнесли нам и неприятный сюрприз. Недавно было обнаружено, что некоторые широко используемые лекарства способны нарушать работу и даже вызывать гибель стволовых клеток в различных органах человека. В частности, обнаружилось, что статины (широко назначаются для снижения уровня холестерина в крови) способны вызывать апоптоз стволовых клеток головного мозга, поэтому сейчас их использование не рекомендуется у пациентов с сопутствующими нейродегенеративными заболеваниями. Скорее всего, в ближайшее время мы будем наблюдать всплеск исследований, изучающих, нет ли у обыденных лекарственных препаратов вредных побочных эффектов в отношении стволовых клеток различных тканей человека.

Диагностическая лаборатория на теле Сейчас оценивать состояние больного объективными методами (анализы или инструментальные исследования) можно только периодически, время от времени. Для этого пациенту надо идти в лечебное учреждение. Некоторые измерения (давление крови или уровень глюкозы в крови) можно сделать дома, но тоже лишь периодически. Постоянный контроль некоторых параметров (ЭКГ, мониторинг давления, кислотность желудочного сока) возможен лишь в течение короткого времени (обычно не более суток), а необходимые приборы либо стационарны, либо достаточно неудобны для ношения. Бурное развитие электроники и миниатюризация элементной базы позволяют надеяться на создание приборов, которые можно будет легко одевать на себя (или даже вживлять под кожу) и которые не будут мешать пациенту вести привычный образ жизни. Тогда впервые в истории медицины появится возможность длительно и непрерывно отслеживать состояние пациента, а при необходимости оказать ему помощь еще только при признаках приближения опасного состояния. Однако только развития электроники для этого недо-

статочно. Во многих случаях речь идет не об «уменьшении» существующего оборудования, а о разработке совершенно новых принципов объективного контроля состояния больного.

Наномедицина В этой области реальное развитие исследований только начинается. Конечно, заманчиво представить себе мириады нанороботов, починяющих изнутри повреждения нашего тела, но это пока слишком фантастическая картина. Ближайшие перспективы медицинских приложений нанотехнологий будут связаны, скорее всего, с использованием наноматериалов для направленной доставки лекарственных препаратов к нужным мишеням, в разработке диагностических чипов нанометрового масштаба и в использовании новых наноматериалов для улучшения вспомогательных медицинских технологий. Следует также помнить, что биологическая безопасность многих наноматериалов все

еще в процессе исследований, а в некоторых случаях доказано существование у наноматериалов выраженных вредных влияний на здоровье человека. Прогнозы — дело неблагодарное. Еще ни одно предсказание будущего не сбылось в большинстве своих пунктов. Последние десятилетия прогнозировать будущее становится все сложнее — быстрое развитие научного знания практически каждый год приносит открытия, изменяющие направление дальнейших поисков. И все же прогнозы следует делать. Даже то, что в будущем окажется ошибочным, сегодня — в настоящем — помогает выбирать пути развития.



ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: используй созданную инфраструктуру, делай мир удобнее,

стирай границы,

приближай завтра

Зарабатывай на Facebook, Google и Apple Бурное развитие интернета привело к тому, что значительная часть ИТ-рынка сфокусировала свою деятельность исключительно вокруг него, а абсолютное большинство программных продуктов в той или иной степени используют всемирную Сеть. На сегодняшний день можно считать пройденным инфраструктурный этап развития интернета. Этот этап можно сравнить со строительством дороги. На нем были созданы поисковые машины, социальные сети, картографические сервисы, мобильные устройства и беспроводные каналы связи, позволяющие пользователю перемещаться по Сети и находить нужную информацию. Новый этап развития интернета — сервисный — заключается в использовании существующих инфраструктурных компонентов для развития на их базе различных удобств. Если на дороге это магазины, заправки, ав-

томобильные мойки и рестораны, то в интернете — это приложения. Сегодня все чаще стартапы в сфере программного обеспечения по всему миру строятся вокруг популярных платформ: социальных сетей (Facebook, MySpace) и мобильных операционных систем (iOS, Android). Основной доход создатели таких приложений получают от продаж игр и виртуальных товаров. Вскоре к ним могут добавиться сервисы, основанные на открытых данных.

Фермер за 5 миллиардов Самая популярная социальная сеть Facebook открыла свои API (инструкции для сторонних разработчиков) несколько лет назад. Сегодня вокруг Facebook уже выросла не одна компания с многомиллионными оборотами. Наиболее яркая из них — это Zynga Game Network, создавшая игру

FarmVille для Facebook. Она была основана в 2007 году, а сегодня ее стоимость превышает 5 миллиардов долларов. Совокупная аудитория игр компании составляет 235 млн человек. Уникальность ее игр в том, что они используют принципиально другую бизнес-модель, нежели разработчики и издатели традиционных электронных развлечений. Игры Zynga

объем составлял 835 млн долларов). И треть его получит Zynga. Больше всего денег тратят как раз пользователи игр в социальных сетях. Британская газета The Sun подсчитала, что на несуществующие виртуальные товары жители одной только Великобритании тратят 500 млн фунтов стерлингов в год — это на порядок больше, чем в России. Причем британцы учитывали деньги не только от игр, но и от реализации обычных «подарочков» в социальных сетях. Средняя покупка составляет 20 фунтов. Основными барьерами развития рынка онлайн-игр в России пока являются низкий уровень проникновения интернета в регионах, высокая стоимость безлимитных тарифов и сравнительно низкие доходы населения, все еще низкий уровень доверия к платежным инструментам и их слабое продвижение. Все эти факторы со временем перестанут сдерживать российских пользователей, и рынок устремится вслед за мировым.

iPhone — новый «Денди»

для пользователей бесплатны, но игроки регулярно покупают там различные виртуальные товары, кроме того, в них можно демонстрировать рекламу. Все самые популярные российские социальные сети обзавелись собственными сервисами приложений для пользователей и API для сторонних разработчиков. Продолжительное время только «Вконтакте» и «Мой Мир» развлекали своих пользователей различными приложениями, недавно к ним подключилась и сеть «Одноклассники», которая в конце мая объявила о выпуске API для разработчиков, а несколько раньше запустила ряд социальных игр от некоторых игровых компаний. Игровые приложения становятся одним из самых удобных и эффективных способов монетизации социальных сетей. Бизнес по продаже виртуальных товаров также приносит хороший доход. По оценкам Inside Network, в 2010 году этот рынок вырастет до 1,6 млрд долларов (в 2009 году его

Приложения для мобильных устройств — еще один сегмент, испытывающий бурный рост в настоящее время. Согласно прогнозам Gartner, в 2010 году пользователи всего мира потратят 6,2 млрд долларов на приложения для мобильных устройств, а к 2013 году эта цифра вырастет более чем втрое. Доход разработчикам мобильных приложений в основном также приносят игры. Выручка рынка мобильных игр в США, по данным eMarketer, достигнет в 2010 году отметки в 800 млн долларов, а к 2014 году — 1,5 млрд долларов. Основную часть дохода приносят платные закачки. Кроме того, аналитики компании прогнозируют рост доли мобильных игровых приложений, которые спонсируются рекламой, в два раза до 12,3 % к 2014 году. В текущем году 64 млн человек играют в мобильные игры хотя бы раз в месяц, а к 2014 году число таких людей должно достигнуть 94,9 млн. Основным источником роста популярности этой категории игр остается платформа Apple — iOS. Подсчитано, что первое место в рейтинге американского магазина AppStore приносит создателю приложения в среднем 10-12 тысяч долларов в день. Кроме того, все боль-



ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

шее значение в этой индустрии начинает приобретать платформа Google Android и Windows Phone. Перспективность игр для мобильных телефонов и социальных сетей подтверждают старожилы индустрии. Недавно стало известно о том, что Electronic Arts купила компанию Chillingo, издателя самого популярного приложения для iOS — казуальной игры Angry Birds. Сумма сделки, по некоторым данным, составила 20 млн долларов. С помощью Chillingo EA надеется увеличить свое присутствие на рынке мобильных игр. А в прошлом году EA за 400 млн долларов приобрела компанию PlayFish, которая занимается разработкой игр для социальных сетей.

Не только игры Почвой для появления перспективных приложений могут стать данные, открываемые государством, общественными организациями и крупным бизнесом. Государственная активность в сфере открытых данных в Великобритании сосредоточена вокруг портала data.gov.uk, до сих пор находящегося на стадии бета-версии. На портале представлены не только пригодные для машинной обработки наборы данных, но и приложения, созданные с использованием этих данных,

а также механизмы взаимодействия для сообществ людей, заинтересованных в открытых данных: блоги, wiki и форум. На data.gov.uk публикуются технические сведения об использовании новых технологий в области «связанных данных» (linked data) и «семантической паутины» (semantic web). Примечательно, что в создании портала data.gov.uk непосредственное участие принимал изобретатель «всемирной паутины» Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee). Вновь опубликованные данные уже сейчас открывают перед гражданами и разработчиками новые возможности. Так, сведения о длительности проезда в общественном транспорте, представленные на сайте Transport for London, позволили создать проект Where can I live? (Где я могу позволить себе жить?), с помощью которого можно найти подходящие для проживания районы по стоимости жилья и длительности ежедневного пути до места работы. Сервис Airtext.info позволяет людям, страдающим астмой, эмфиземой, бронхитом, ангиной или сердечными заболеваниями, получать SMSуведомления о состоянии воздуха, сформированные на основе данных Лондонской службы атмосферных выбросов (London Atmospheric Emissions Inventory). Сайт UK Schools Map позволяет найти подходящую школу по рейтингу успеваемости — его создание было бы невозможно без данных,

опубликованных Службой по стандартам в сфере образования, детских услуг и навыков (Office for Standards in Education, Children's Services and Skills). В США идея открытых данных начала привлекать пристальное внимание правительства после избрания Барака Обамы. Под эгидой ИТ-директора Белого дома Вивека Кундры (Vivek Kundra) в мае 2009 года был открыт сайт www.data.gov, и если в момент открытия количество опубликованных наборов данных на сайте составляло 47, то через год оно достигло 250 000. Благодаря инициативе администрации Барака Обамы также удалось получить довольно много любопытных приложений. Так, приложение Employment Market Explorer (Просмотр ситуации на рынке труда) позволяет выбрать на карте интересующий населенный пункт и получить наглядные статистические данные, отражающие ситуацию в сфере трудоустройства. Приложение Data Masher (Совместное представление данных

Власти США стараются стимулировать использование открытых данных для создания различных сервисов. Конкурсы приложений на основе открытых данных в этом году были объявлены, к примеру, мэрией НьюЙорка, а целый ряд американских городов (Сиэтл, Вашингтон, Бостон и другие) поддержали проект Code for America, в рамках которого разработчики будут писать приложения на основе открытых данных этих городов, а затем созданные программы передадут всем участникам проекта.

 Умное телевидение Платформами для нового типа сервисов обещают стать Google TV и Apple TV. В основе платформы Google лежит операционная система Android с веббраузером Google Chrome. Последний открывает прямой доступ к вебсайтам, включая сайты на базе Adobe Flash, с экрана телевизора, при этом компьютерную клавиатуру и мышь заменяет специальный пульт дистанционного управления. Уже сейчас ряд разработчиков создал специальные сервисы для Google TV: сайт о моде Net-A-Porter содержит видеоролики с подиумов, Meegenius — детские книжки с картинками, а проект TuneIn позволяет слушать интернет-радио через телевизор. От приложений для Apple TV эксперты также ожидают серьезных перемен на рынке: они должны открыть совершенно новый способ доставки видеоматериалов пользователю.

из разных источников) позволяет сопоставить сведения из различных источников статистики и найти новые интересные корреляции, отобразив их на карте США — например, можно проанализировать зависимость между количеством ресторанов фаст-фуд и процентом людей, страдающих ожирением; между уровнем преступности и процентом людей, получивших среднее образование и т. д.

Тем временем российские сервисы уже начали осваивать возможности интернет-телевизоров на собственных платформах Philips и LG. Приложение «Яндекса» позволило владельцам телевизоров LG получить доступ к новостям, информации о погоде, автомобильных пробках, котировках, фотографиям и телепрограмме, а сервис Yota — к более 800 тыс. лицензионных композиций мировых и российских лейблов. В свою очередь портал Zoomby.ru позволил владельцам телевизоров Philips бесплатно смотреть легальное видео онлайн.

Стирай границы Серьезный качественный перелом ожидается в информационных технологиях, которые позволят стереть языковые и территориальные границы. В первую очередь это машинный перевод, распознавание речи, технологии виртуального присутствия и искусственный интеллект.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Иностранный язык — не помеха Сервис переводов Google Translate имеет серьезное преимущество перед своими аналогами. Его уникальность заключается в том, что, делая перевод, он анализирует аналогичные тексты, уже имеющиеся в Сети, и выдает результат на основе наиболее распространенных сочетаний. Но даже Google пока не сумел создать машину, способную делать перевод по-настоящему качественно, а следовательно данное направление пока ждет появления своих героев. Голосовой перевод речи — еще одна разработка, которой очень интересуется Google. Первые коммерческие решения могут появиться через несколько лет.

Они должны позволить людям легко разговаривать на различных языках, используя телефон. Система будет «слушать» говорящего, пока не распознает фразу целиком, конвертировать это в текст, а затем переводить на необходимый язык и озвучивать. Главная сложность заключается в распознавании различных акцентов речи.

Полное погружение Одна из гигантских проблем человеческого общения заключается в необходимости проведения личных встреч. Ее должны решить технологии виртуального присутствия. Передача объемного звука и изображения высокой четкости — уже пройденные этапы технологического развития видеоконференцсвязи (ВКС), но добиться полного эффекта присутствия пока не под силу даже самым передовым системам. Сегодня в ожидании своей очереди замерли решения с элементами виртуальной реальности, готовые привнести в ВКС качества, абсолютно новые для нее, но столь привычные для нас в обиходе. Это системы передачи объемного изображения, запахов, потоков воздуха, вибраций, постукивания пальцев собеседников по столу, тактильных ощущений, готовые обеспечить эффект глубокого погружения в виртуальную переговорную и рассеять сомнения в том, что все участники события собрались за одним столом. С помощью технологий виртуальной реальности сеансы видеоконференцсвязи премиум-класса из сегодняшнего телеприсутствия трансформируются в телепортации. При этом собеседникам гарантируется эффект глубокого погружения в виртуальную переговорную и полное ощущение присутствия всех участников. Но можно освоить и новые формы удаленных способов решения бизнес-задач. Одно из возможных направлений — проводить совещания не только за виртуальным столом, но и… в виртуальном микроавтобусе, причем с дополнительными выгодами и удобствами. Типовой сценарий выездного совещания, включающего обзорную экскурсию, — это совместный осмотр некоторой территории (объекта) под застройку (реконструкцию) и обсуждение вопросов на месте с подписа-



нием документов (решений, договоров). Менеджер подрядчика нанимает водителя и арендует микроавтобус, оборудованный системой ВКС и системой внешней съемки и передачи трехмерного видеоматериала. Каждый участник совещания — а их может быть больше, чем посадочных мест, ведь мы имеем дело с виртуальной реальностью, — находится в своей студии, оборудованной средствами ВКС. По ходу движения микроавтобуса снимается и передается круговая стереоскопическая панорама, а трекеры, отслеживающие поворот головы каждого пассажира, позволяют показать ему тот фрагмент объемного изображения, который видел бы человек, реально сидящий в автобусе.

Люди-роботы Сегодня социальные сети типа Facebook и «Вконтакте» обрабатывают гигантское количество самой разной информации, которую генерируют пользователи, общаясь друг с другом. В качестве фильтров в этих сервисах также выступают люди. Именно пользователи определяют наиболее интересные записи, видеоролики, музыку и конференции, формируя разного рода рейтинги. В поисковых машинах, таких как Google и «Яндекс», информацию фильтруют индексирующие роботы, определяя, какой сайт больше соответствует тому или иному запросу пользователя. В будущем, по мнению ряда экспертов, стоит ожидать конвергенции этих двух фильтров.

Еще один путь, приближающий появление искусственного интеллекта, заключается в эволюции аналитических информационных систем. Получив доступ к данным всех бизнес-приложений компании, такие системы смогут моментально ответить на любой вопрос, касающийся предприятия, агрегировать и обрабатывать гигантский объем данных о компании, а в дальнейшем — сами принимать решения. В совокупности с голографическими и голосовыми технологиями такие информационные системы смогут практически заменить сотрудников, выполняющих типовые операции. Сложно предсказать возможности, которые откроются на этой почве даже через 10 лет, но однажды интеллектуальные системы могут стать новой платформой, какой всего несколько лет назад стал интернет для социальной сети Facebook, Facebook — для игр Zynga, а игры — для виртуальных товаров.

ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:

создавай топливо будущего, делай мир эффективнее и чище Ядерная энергетика после «газовой паузы»

ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Удивительно правы оказались физики-атомщики, заявившие вскоре после Чернобыльской катастрофы, что мир отвернется от атомных станций и наступит «газовая пауза», которая продлится приблизительно 30 лет. Именно так и вышло. Газовая пауза закончилась, теперь человечеству требуется все больше энергии, и оно начинает снова строить АЭС. Строят, как и раньше, атомные станции, работающие на уране-235, но этот подход теряет актуальность. Во-первых, потому что уран-235 — редкий изотоп. В том уране, который добывается, его содержание не превышает 0,7 %, по энергетическим возможностям его столько же, сколько и нефти, и его запасы, скорее всего, истощатся одновременно с нефтяными. Во-вторых, возникают проблемы с захоронением отработавшего топлива и остальных радиоактивных отходов. И, самое главное, чернобыльский осадок оставшийся от этих станций, вряд ли исчезнет, а, значит, надо придумать такую станцию, кото-

рая не могла бы взорваться даже теоретически. Поэтому для энергетики идеальным был бы вариант ядерного реактора, который, во-первых, работал бы с топливом, масса которого меньше критической, то есть такого, который даже в принципе не мог бы привести к новому Чернобылю; во-вторых, хорошо было бы, чтобы такой реактор не нарабатывал бы новых делящихся веществ, а умел бы сжигать старые, накопленные в отработанном топливе, и сам бы при этом никаких радиоактивных отходов после себя не оставлял. Куда разумнее было бы использовать намного более распространенный изотоп урана-235. Поскольку этот материал, в отличие от урана-238, самопроизвольно не делится, его надо провоцировать на распад действиями извне — например, бомбардируя быстрыми нейтронами. Это совсем другой принцип работы, без замедлителя. Такие реакторы существуют уже давно, они могли бы решить проблему дефицита атомного топлива, однако перенос акцента на них не только

не решает, но еще больше усугубляет остальные проблемы. От чернобыльского синдрома этот вариант ни в коей степени не излечивает, что же касается проблемы захоронения ядерных отходов, то здесь дело обстоит даже хуже. Реакторы на быстрых нейтронах не только дают энергию, но и производят новый радиоактивный материал — оружей-

ко уран, но и торий (запасы которого в России громадны — 1,7 млн тонн), и даже просто радиоактивные отходы. Долгое время ускорительные реакторы были лишь красивой идеей, непригодной для коммерческой реализации, — чтобы построить на них мощную АЭС, требовался линейный ускоритель длиной 10 км. Однако вскоре после Чернобыля ситуация резко изменилась, когда в России был придуман ускоритель, способный разогнать нейтроны до нужных энергий, но имеющий длину порядка 50 метров. Это разработанный академиком Алексеем Богомоловым модульный линейный ускоритель протонов на обратной волне BWLAP (Backward Wave Linear Accelerator for Protons). BWLAP — совершенно уникальный ускоритель. Подкритические реакторы с BWLAP позволят достигать высочайшей концентрации делящихся ядер — почти 100% (при 2–5 % в нынешних реакторах и при 20 % — в реакторах на быстрых нейтронах).

ный плутоний. Человечеству вряд ли понравится перспектива иметь под боком массу АЭС зная, что в каждой из них «варится» плутоний, которого хватит чуть ли не на десяток потенциальных атомных бомб. Из всего спектра новых схем, в той или иной степени удовлетворяющих таким требованиям, самой привлекательной на сегодня считается технология, соединяющая вместе атомный реактор и ускоритель. Основа работы такого устройства — так называемое принудительное деление с помощью очень быстрых нейтронов, которые можно получить только в ускорителях. Такие реакторы безопасны, потому что теоретически не могут взорваться, они не нарабатывают оружейного плутония и не оставляют после себя массу радиоактивных отходов, с которыми непонятно, что делать. Больше того — в качестве топлива они могут использовать не толь-

Ядерно-релятивистские энергостанции (ЯРЭС) на основе этого ускорителя смогут использовать колоссальные запасы тория в России. Ведь всего лишь в 20 км от Сибирского химкомбината (Томск-7) есть гигантское местрождение тория, рядом с ним — железная дорога и инфраструктура мощного химкомбината. ЯРЭС могут работать десятки лет на одной загрузке реактора. При этом, в отличие от реакторов на быстрых нейтронах, ЯРЭС не нарабатывают «ядерной взрывчатки», а значит могут смело поставляться на экспорт. Богомоловский ускоритель не только уникален — он универсален. Например, BWLAP размером с троллейбус, помещаясь на борту «Руслана», становится обнаружителем ядерного оружия на большом расстоянии, он может также уничтожать его пучком протонов. Это, по сути, уже пучковое оружие. Его развитие позволит сделать его еще более совершенным и дальнобойным. Утверждают, что уже в ближайшее время можно создать технику для обнаружения ядерных зарядов, перевозимых диверсантами и террористами (например, на гражданских кораблях), и для его разрушения направленным пучком нейтронов. Есть расчеты, показывающие: пучок нейтронов может за миллисекунду разрушить судовой реактор корабля-мишени.



В России есть два прототипа BWLAP, хотя работы по его дальнейшему развитию и, соответственно, созданию на его основе ядерной релятивистской электростанции не ведутся. Однако в США сильно заинтересовались

богомоловским ускорителем, поэтому, надо полагать, эта прорывная технология так или иначе пробьет себе дорогу, и ускорительные реакторы смогут в будущем стать основой атомной энергетики этого века.

Перспективы мини-АЭС Еще одним признаком окончания «газовой паузы» можно считать ажиотажный интерес, проявляемый ведущими странами мира к малогабаритным атомным электростанциям.

пература приходит в норму, литий-6 опять сжимается. Эта конструкция размещается на площади 6х1,8 метров. Заявленная выходная мощность составляет 200 кВт. Такой реактор может взять на себя обеспечение электроэнергией крупного здания или городского квартала. Он сможет работать на одном топливном комплекте в течение 100 лет.

ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В этом году интерес к японскому мини-реактору проявила американская компания TerraPower, основным собственником которой является Билл Гейтс. Сообщается, что обе компании будут совместно разрабатывать Traveling-Wave Reactor (TWR) — миниреактор, работающий на необогащенном уране. Ничего конкретного о схеме этого реактора компании не говорят, но планируют создать его уже в 2014 году и выпустить на рынок в конце 2010-х.

Так, японская компания Toshiba, которая считается одним из крупнейших мировых производителей атомных реакторов, недавно заявила о намерении создать мини-АЭС нового типа. В отличие от реакторов, эксплуатируемых сегодня, новинка не имеет стержней, управляющих ходом реакции. Вместо этого используются резервуары с жидким литием-6 — изотопом, эффективно поглощающим нейтроны. Управление реакцией здесь ведется по принципу ртутного градусника. Вертикальная труба, проходящая через активную зону реактора, частично заполнена литием-6, частично — инертным газом. Пи повышении температуры литий-6 расширяется и вытесняет газ из трубы, тем самым замедляя реакцию. Как только тем-

По-другому подошли к проблеме ученые из Лос-Аламоса, которые разрабатывают малогабаритные АЭС для компании Hyperion Power Generation. В качестве топлива здесь используется смесь урана-238 и урана-235, причем не сам уран, а его гидрид. В состав молекулы гидрида урана входят один атом урана и три атома водорода, причем водород здесь играет роль замедлителя. Правда, замедлитель этот играет здесь противоположную роль. Пока водород находится в молекуле, он замедляет нейтроны в активной зоне и тем самым повышает вероятность их столкновения с атомами, но как только температура превышает расчетный уровень, он начинает уходить из реактора в совмещенный с ним накопитель, в его отсутствие ядра урана начинают поглощать нейтроны с меньшей интенсивностью, и темпы тепловыделения тут же уменьшаются. В результате начинка реактора охлаждается, водород воз-

вращается из накопителя, вновь соединяется с атомами урана, и реактор начинает работать в штатном режиме. В России интерес к мини-АЭС подогревается еще и большим количеством мест, труднодоступных для единой энергосистемы. Здесь особенно любопытен проект «плавучих» АЭС, реакторы для которых разрабатываются в нижегородском ОКБ им. Африкантова, а суда, оснащенные ими, готовит «Севмаш». Такой корабль может просто подойти к порту, подключиться к коммуникациям и немедленно начать подачу тока. Когда подойдет время для перезагрузки топлива, его сменит другой такой же корабль. Сейчас с «Севмашем» заключен контракт на строительство плавучей АЭС мощностью 70 МВт. В ОКБ Африкантова разрабатываются и более мощные корабельные реакторы — на 150 и 300 МВт, а из «трехсотников» вполне можно собрать станцию мощностью 600 МВт. По словам академика Евгения Велихова, России в ближайшие три десятилетия понадобится построить порядка 150 подобных электростанций, то есть без серийного производства здесь не обойтись. Возрождается также давно заброшенная идея использовать ядерную энергию для передвижения в космосе. О ее возможностях читатель может судить по недавно обнародованному предложению бывшего космонавта Франклина Чанг-Диаса использовать

для полета на Марс космический корабль, оснащенный ядерным бортовым реактором мощностью 200 МВт. По расчетам Чанг-Диаса, такой корабль затратит на дорогу к Красной планете всего 39 дней, в то время как самая быстрая траектория предполагает перелет к Марсу за шесть месяцев. Чанг-Диас утверждает, что он уже договорился с НАСА в 2014 году испытать свой прототип реактивного двигателя на МКС. У предложения Чанг-Диаса есть серьезный недостаток — оно опережает свое время; современные технологии пока не в состоянии предоставить ультракомпактный реактор, необходимый для перелетов такого рода. При мощности 200 кВт космический реактор должен весить около 4 тонн, тогда как самые легкие реакторы аналогичной мощности сегодня весят больше 10 тонн. Однако идея не слишком опережает возможности, и следует ожидать, что в ближайшее десятилетие создание таких реакторов станет реальным. Возможно, при этом не обойдется без российского участия. На днях представители Роскосмоса заявили о планах уже со следующего года начать работу по созданию стандартизованных модулей атомных силовых установок для космических аппаратов. Первые запуски таких реакторов мощностью 150–500 кВт можно будет осуществить уже в 2020 году.

Долгий путь термояда Но к ядерной энергетике можно подойти и с другого бока. В конце концов, быстрые нейтроны могут возникать не только при распаде химических элементов, но и при их слиянии. Правда, речь теперь идет не о тяжелых ядрах, а о самых легких, потому что вбить один атом в другой можно, только затратив очень большие усилия. Сегодня единственной энергетически доступной ядерной реакций такого типа остается самая простая — синтез двух изотопов водорода, дейтерия и трития. Еще более простая реакция — соединение двух ядер дейтерия — для энергетики непригодна, поскольку получаемая от нее энергия

уже теоретически меньше той, которую нужно затратить на ее получение. Идея родилась в самом начале 50-х, рассекречена в 1957 году, затем пережила бум создания все новых и новых термоядерных установок. Учеными было разработано 104 концепции зажигания самоподдерживающейся термоядерной реакции, однако зажечь ее никак не удавалось — для этого нужны температуры в сотни миллионов градусов и огромные давления наподобие тех, что существуют в солнечном ядре. Однако это была очень соблазнительная идея, поскольку на единицу веса термоядерного топлива получается примерно в 10 млн раз больше энергии, чем



самая последняя из крупных проблем, стоящих на пути к созданию полноценного термоядерного реактора — так называемая проблема первой стенки — благополучно решена. Проблема заключается в том, что частицы высокоэнергетической плазмы, соударяясь со стенками реактора, выбивают из них атомы, которые затем попадают в плазму и загрязняют ее. В результате этого процесса плазма охлаждается, становится более разряженной, и термоядерная реакция не начинается. Именно поэтому наличие тяжелых примесей, таких как железо и хром, в стенках реактора недопустимо. В настоящее время для этих целей используют легкие материалы, такие как бериллий и углерод. Однако и здесь встает ряд проблем, таких, например, как эрозия материала первой стенки. Это означает необходимость периодически и довольно часто менять поврежденные блоки первой стенки на новые, что делает коммерческое использование такого реактора малоприемлемым. Ученые Института плазмы им. Макса Планка предложили решить проблему, сделав первую стенку из вольфрама. Исследования по этому вопросу только начинаются, но уже решено опробовать вольфрам в будущих экспериментах ИТЭРа. при сгорании органического топлива, и примерно в 100 раз больше, чем при расщеплении ядер урана, поэтому попытки не прекращались.

ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Когда в конце прошлого века стало ясно, что силами одной державы, даже такой могущественной, как США, задачу осилить не удается, появилась идея реактора ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). ИТЭР — очень амбициозный международный проект стоимостью в 15 млр евро, в котором, кроме стран Европейского сообщества, принимают участие Китай, Индия, Россия, Южная Корея и Япония. В настоящее время проектирование реактора полностью закончено, уже выбрано место для его строительства — исследовательский центр Карадаш на юге Франции, в 60 км от Марселя. Задача ИТЭР заключается в демонстрации возможности коммерческого использования термоядерного реактора и решении физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути. Главное же — продемонстрировать миру, что

Строительство ИТЭРа, конечно, не означает полную остановку. В намного меньших количествах, чем прежде, они и сейчас строятся, особенно в США, однако главное внимание термоядерщиков сфокусировано прежде всего на ИТЭРе. Финансовые и прочие проблемы все время оттягивают срок окончания строительства. Сейчас этот срок снова пересмотрен и официально назван — 2019 год. Следует, видимо, ожидать, что и этот срок тоже может быть пересмотрен. После окончания строительства начнутся эксперименты, которые планируется вести около 20 лет. После этого предполагается строить новый и уже самый последний, демонстрационный, реактор ДЕМО, а после него, надо полагать, родится новый проект — проект прототипа термоядерной электростанции. Будет ли впоследствии термояд вытеснять атомные электростанции, станет ли равноправным партнером или займет более скромную нишу, пока неясно. Все зависит от будущих энергетических потребностей человечества.

Мирный атом для Марса Разумеется, ядерные технологии, родившиеся сначала для создания новых источников энергии и ускорителей различного типа, необходимых для проведения ядерно-физических экспериментов, очень быстро стали находить себе применение и в других областях, иногда совершенно неожиданных. Например, московские химики рассказывали, что они подвергли радиационному облучению паркетные плиты из сосны и выложили ими проходы в турникетах метро «Киевская» (разумеется, они ничего не излучали, дерево очень недолго хранит радиацию). Через несколько месяцев плиты сняли и сравнили полученные повреждения с повреждениями дубовых паркетин, прошедших через такое же испытание. Выяснилось, что ядерно-сосновый паркет стал намного прочней дубового. В принципе ничего неожиданного здесь нет — древесные волокна, подвергнутые сильному радиоактивному излучению, полимеризовались и спаялись, получив дополнительный запас прочности. Ядерные технологии с успехом применяются в медицине для лечения раковых заболеваний и диагностики, в сельском хозяйстве — в основном это «индуцированные мутации» сельскохозяйственных культур, улучшающие их урожайность, питательную ценность, изменяющие содержание микроэлементов и пр. Официально

в сельскохозяйственную практику официально введено уже около 3000 сортов. Все большее распространение получает борьба с вредными насекомыми (муха цеце, плодовые мушки), когда их в больших количествах разводят, стерилизуют облучением и выпускают на волю. Хорошо известен также способ облучения драгоценных камней с целью изменить их окраску. Однако чего-то существенно нового в этих направлениях в последнее время не произошло. Любопытный способ обнаружения тайных ядерных реакторов предложили недавно французские ученые. Они обнародовали план создания сети детекторов антинейтрино у побережья подозрительных в этом отношении стран. Как известно, работающие реакторы генерируют мощные потоки антинейтрино. Французские ученые обнародовали план создания сети детекторов антинейтрино у побережья стран, подозреваемых в создании тайных ядерных реакторов. Стандартная ловушка для них — бассейн с водой или какой-нибудь другой жидкостью, пролетая сквозь которую антинейтрино иногда (очень редко) сталкивается с протоном, а результат этого столкновения может быть зарегистрирован специальными датчиками. Ученые предложили создать супертанкер, наполненный 130 тоннами алкилбензола, который будет курсировать у берегов «подозрительных» государств. Самое последнее сообщение о нестандартных ядерных технологиях пришло из Британии. Ученые предлагают построить прыгающий атомный марсоход на реактивной тяге. Там не будет атомного двигателя или чего-либо в этом роде, там будет просто большое количество радиоактивного материала. Источником энергии будет тепло, излучаемое этим материалом. За счет этого тепла будет работать компрессор, забирающий из марсианской атмосферы углекислый газ и сжижающий его. Другая часть этого тепла будет накапливаться в нагревательной камере. В момент прыжка накопленный жидкий углекислый газ будет подаваться в камеру, там он будет испаряться и вылетать через стандартное ракетное сопло в виде реактивной струи. Этому аппарату, считают ученые, вполне хватит недели для того, чтобы накопить газа на километровый прыжок.



Сообщество Инноваторов России —

Futurussia МИССИЯ:

Развитие инновационной среды прогрессивным сообществом для перехода России к экономике знаний

ЦЕЛИ УЧАСТНИКОВ СООБЩЕСТВА: • • • • • • •

Самореализация и профессиональный рост, основанные на развитии инновационной экономики России Распространение практики иннограда «Сколково» по регионам страны Вовлечение глобальной элиты в экстерриториальное «Сколково» Интеграция РФ в международную инновационную экосистему Участие в законодательных инициативах для поддержки инновационного развития Поддержка и защита инновационного предпринимательства Формирование спроса на инновации

ЗАДАЧИ FUTURUSSIA: • • • • • • • • • • • •

Формирование структуры Виртуальное Сколково силами инноваторов Отстаивание интересов проекта Сколково Формирование предложений и экспертиза законодательных инициатив для развития инновационной среды Создание структуры, представляющей интересы инновационных предпринимателей Точечный поиск и мотивация участия в Сколково глобальных ученых Создание положительного образа инновационных предпринимателя в СМИ Сотрудничество и организация предпринимательских мероприятий Развитие менторских программ со стартап-проектами Создание экспертно-аналитического центра в области исследования инновационной среды (Think-Tank) Продвижение российской инновационной продукции на российском и зарубежном рынках, формирование спроса на иновации Создание инфраструктуры для диалога между российскими и зарубежными инновационными сообществами Популяризация эффекта от внедрения инноваций, стимулирования спроса на инновации

ПРОГРЕССИВНОЕ СООБЩЕСТВО FUTURUSSIA, СОСТОИТ ИЗ РОССИЙСКИХ И ЗАРУБЕЖНЫХ: • • • •

Инновационных предпринимателей Передовых молодых ученых Представителей венчурных фондов, а также венчурных агентов и бизнес-ангелов Представителей государственной власти

ЦЕННОСТИ УЧАСТНИКОВ СООБЩЕСТВА: • • • • • • •

Активная позиция по формированию инновационной среды для перехода России к Экономике Знаний Способность видеть как проблемы, так и решение Смелость и одержимость при реализации своих идей Умение убеждать и влиять на других людей Терпимость и стойкость к своим и чужим ошибкам и неудачам Ответственность за взятые на себя обязательства Командный дух, каждый участник усиливает сообщество, и сообщество усиливает всех своих участников

futurussia.com Москва, Газетный переулок, дом 3, корпус 5 Тел.: +7 495 971-8181 E-mail: info@futurussia.com

Выпуск подготовлен

По заказу